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申请/专利权人：中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院

摘要：本发明公开了一种基于局部规则涌现的集群协同目标搜索方法，包括：将任务区域划分为多个栅格单元；设定无人机集群单体间的相互作用局部规则，确定无人机与其近邻无人机间的相互作用；对任务区域的栅格单元设置目标存在概率图，并利用预设目标存在概率图更新机制在无人机运动过程中对目标存在概率图进行实时更新；设定无人机与环境间的相互作用局部规则；对无人机与其近邻无人机间的相互作用和无人机与环境间的相互作用所确定的无人机下一时刻运动方向进行加权求和处理，获取无人机的速度。本发明能够实现无人机集群在指定任务区域全覆盖涌现搜索过程中对目标的针对性搜索以及任务环境的有效覆盖，降低无效区域的搜索次数，提高搜索效率。

主权项：1.一种基于局部规则涌现的集群协同目标搜索方法，其特征在于，包括：将任务区域划分为多个栅格单元，其中，栅格单元的面积大于目标尺寸且小于或等于单个无人机的搜索面积；设定无人机集群单体间的相互作用局部规则，确定无人机与其近邻无人机间的相互作用；对任务区域的栅格单元设置目标存在概率图，并利用预设目标存在概率图更新机制在无人机运动过程中对目标存在概率图进行实时更新；设定无人机与环境间的相互作用局部规则，其中，所述无人机与环境间的相互作用局部规则包括：无人机下一时刻运动方向指向目标存在概率图中概率最大的近邻栅格单元的方向；对无人机与其近邻无人机间的相互作用和无人机下一时刻运动方向进行加权求和处理，获取无人机的速度；所述无人机集群单体间的相互作用局部规则包括：当无人机之间的间距x满足0≤x≤L时，无人机之间的相互作用为斥力，且斥力随着间距的减少而增大；当无人机之间的间距x满足L＜x≤2L时，无人机之间的相互作用为引力，且引力随着间距的增大而增大；当无人机之间的间距x满足2L＜x≤3L时，无人机之间的相互作用为引力，且引力随着间距的增大而减小；当无人机之间的间距x满足x＞3L时，无人机之间的相互作用为零；引力的方向为无人机指向其近邻无人机的方向，斥力的方向与引力的方向相反；其中，L表示无人机之间的安全飞行距离；无人机与其近邻无人机间的相互作用的数值利用以下公式一确定； 其中，表示无人机与其近邻无人机间的相互作用，表示相互作用的数值，表示无人机与其近邻无人机间的相互作用为引力，表示无人机与其近邻无人机间的相互作用为斥力，α表示相互作用强度比例系数；针对每个任务区域的栅格单元x,y设置一个目标存在概率图Pxyk，其中，Pxyk表示k时刻栅格单元x,y的目标存在概率，Pxyk∈[0,1]，数值1表示栅格单元存在目标的概率最大，数值0表示栅格单元存在目标的概率最小；所述预设目标存在概率图更新机制包括：若当前时刻下无人机在栅格单元x,y中探测到目标，则根据当前时刻栅格单元x,y的目标存在概率，利用以下公式二更新栅格单元x,y的目标存在概率，得到下一时刻栅格单元x,y的目标存在概率；若当前时刻下无人机在栅格单元x,y中未探测到目标，则根据当前时刻栅格单元x,y的目标存在概率，利用以下公式三更新栅格单元x,y的目标存在概率，得到下一时刻栅格单元x,y的目标存在概率； 其中，Pxyk+1表示k+1时刻栅格单元x,y的目标存在概率，Pd表示无人机传感器探测概率，Pxyk表示k时刻栅格单元x,y的目标存在概率，Pf表示虚警率；利用以下公式四对无人机与其近邻无人机间的相互作用和无人机下一时刻运动方向进行加权求和处理，以获取无人机的速度； 其中，表示无人机的速度，表示无人机与其近邻无人机间的相互作用，α1表示对应的权重系数，表示无人机下一时刻运动方向，α2表示对应的权重系数；其中，设定一个阈值θ，当栅格单元x,y的目标存在概率大于设定阈值θ时，则认为栅格单元x,y中存在目标，当某个栅格单元的目标存在概率大于设定阈值θ后，对该栅格单元进行标记，并将该栅格单元的目标存在概率设置为0，以避免集群局部搜索收敛。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院 基于局部规则涌现的集群协同目标搜索方法